メラニン色素輸送制御の分子メカニズムの解明

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18207015
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福田 光則 東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (50311361)
• キーワード: メラノソーム輸送 / Rab27A / Rabエフェクター / シナプトタグミン様蛋白質 / Griscelli症候群 / Slac2-a / melanophilin / ミオシンVa / 膜輸送

研究概要

メラニン色素は皮膚や毛髪を作る細胞自身が合成するのではなく、皮膚の基底層に存在するメラノサイトと呼ばれる特殊な細胞で合成され、メラノソームと呼ばれる特殊なオルガネラに貯蔵されている。核の周辺で成熟したメラノソームは細胞内に張り巡らされた微小管とアクチン線維により、細胞膜まで輸送され、細胞膜につなぎ止められる。メラノソームは最終的に隣接するケラチノサイトや毛母細胞に受け渡され、皮膚や毛髪の暗色化が引き起こされる。このようなメラノソームの細胞内での動きは顕微鏡でも容易に観察することができることから、その動き自身は古くから知られていたが、メラノソーム輸送の分子メカニズムに関する詳細は現在でも十分に解明されていない。本研究課題では、メラノソーム輸送の各輸送ステップ(メラノソームの形成・微小管輸送・アクチン線維への受け渡し・アクチン輸送・細胞膜へのつなぎ止め・ケラチノサイトへの転移の6つのステップ)を制御する因子を同定することにより、メラノソーム輸送の分子メカニズムの全貌を解明することを目的としている。本年度は、アクチン線維への受け渡し及びアクチン輸送に必須の役割を果たす低分子量G蛋白質Rab27Aに焦点を当て、Rab27Aを不活性化する酵素Rab27A-GAPの同定に初めて成功した(J.Biol.Chem.(2006)281:31823-31831)。また、メラノサイトで機能するRab27Aエフェクターの一つSlp2-aによるメラノサイトの細長い細胞形態維持機構の解明にも取り組み、細胞骨格系を制御する低分子量G蛋白質がSlp2-aの下流で機能するという興味深いデータを得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] The polybasic sequence in the C2B domain of rabphilin is required for the vesicle docking step in PC12 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Kanno, E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Neurochem. 100 ページ: 770-779
• [雑誌論文] Dvl regulates endo- and exocytotic processes through binding to synaptotagmin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kishida, S., Hamao, K., Inoue, M., Hasegawa, M., Matsuura, Y., Mikoshiba, K., Fukuda, M., Kikuchi, A.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 49-61
• [雑誌論文] Versatile roles of R-Ras GAP in neurite formation of PC12 cells and embryonic vascular development. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwashita, S., Kobayashi, K., Kubo, Y., Hinohara, Y., Sezaki, M., Nakamura.K., Suzuki-Migishima, R., Yokoyama, M., Satoh, S., Fukuda, M., Ohba, M., Kato, C., Adachi, E, Song, S.-Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 3413-3417
• [雑誌論文] Live cell imagingによる細胞活動の可視化解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井貴司, 福田光則
  • 雑誌名: 日本比較内分泌学会ニュース 124(2) ページ: 45-53
• [雑誌論文] シナプトタグミンの分子進化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 生体の科学 57(5) ページ: 458-459
• [雑誌論文] Distinct Rab27A binding affinities of Slp2-a and Slac2-a/melanophilin : Hierarchy of Rab27A effectors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 343 ページ: 666-674
• [雑誌論文] Rab27a regulates epithelial sodium channel (ENaC) activity through synaptotagmin-like protein (SLP-5) and Muncl3-4 effector mechanism. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saxena, S.K., Horiuchi, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 344 ページ: 651-657
• [雑誌論文] The Slp4-a linker domain controls exocytosis through interaction with Muncl8-1・syntaxin-1a complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 2101-2112
• [雑誌論文] Rab3A and Rab27A cooperatively regulate the docking step of densecore vesicle exocytosis in PC12 cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 119 ページ: 2196-2203
• [雑誌論文] Decreased basal mucus secretion by Slp2-a-deficient gastric surface mucous cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saegusa, C., Tanaka, T., Tani, S., Itohara, S., Mikoshiba, K., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11 ページ: 623-631
• [雑誌論文] Regulation of synaptic transmission by RAB-3 and RAB-27 in Caenorhabditis elegans. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mahoney, T.R., Liu, Q., Itoh, T., Luo, S., Hadwiger, G., Vincent, R., Wang, Z.-W., Fukuda, M., Nonet, M.L.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 2617-2625
• [雑誌論文] Chronic olanzapine treatment causes differential expression of genes in frontal cortex of rats as revealed by DNA microarray technique. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fatemi, S.H., Reutiman, T.J., Folsom, T.D., Bell, C., Nos, L., Fried, P., Pearce, D.A., Singh, S., Siderovski, D.P., Willard, F.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacol 343 ページ: 666-674
• [雑誌論文] Screening for target Rabs of TBC (Tre-2/Bub2/Cdc16) domain-containing proteins based on their Rab-binding activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Satoh, M., Kanno, E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11 ページ: 1023-1037
• [雑誌論文] Neuronal calcium sensor-1 (NCS-1) and PI4Kβ stimulate ERK1/2 signaling by accelerating recycling through endocytic recycling compartment (ERC). (2006)
  • 著者名/発表者名: Kapp-Barnea, Y., Ninio-Many, L., Hirschberg, K., Fukuda, M., Jeromin, A., Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 4130-4141
• [雑誌論文] Constitutive GDP/GTP exchange and secretion-dependent GTP hydrolysis activity for Rab27 in platelets. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, H., Shirakawa, R., Higashi, T., Kawato, M., Fukuda, M., Kita, T., Horiuchi, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 28657-28665
• [雑誌論文] Identification of EPI64 as a GTPase-activating protein specific for Rab27A. (2006)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 31823-31831
• [雑誌論文] Functional involvement of Noc2, a Rab27 effector, in rat parotid acinar cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 455 ページ: 127-135
• [雑誌論文] Rab27 and its effectors in secretory granule exocytosis : A novel docking machinery composed of a Rab27-effector complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Soc. Trans. 11 ページ: 691-695
• [図書] Molecular Mechanisms of Exocytosis (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 総ページ数: 42-61
  • 出版者: The role of synaptotagmin and synaptotagmin-like protein (Slp) in regulated exocytosis.